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Aplicações da genética
Melhoramento genético
O melhoramento genético de plantas e
animais domésticos consiste em
selecionar e aprimorar determinadas
qualidades das espécies, tendo em vista
sua utilização pela humanidade
Melhoramento genético
1-O gado da raça Shorthorn, criado em
certas regiões dos EUA, é um excelente
produtor de carne, mas sensível a doenças
transmitidas por insetos e carrapatos; além
disso, é pouco resistente ao calor, sofrendo
muito no verão
2-O gado da Zebu, raça de origem indiana
muito resistente à parasitas e ao calor, mas
que produz relativamente menos carne.
Melhoramento genético
Após vários ciclos de cruzamentos entre
Shorthorn e Zebu, sempre selecionando as
características desejadas, desenvolveu-se
uma população homogênea, que foi
considerada uma nova raça, denominada
Santa Gertrudes tem boa resistência a
doenças infecciosas e grande tolerância ao
calor, podendo viver em regiões onde o gado
Shorthorn não sobreviveria.
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O gado Santa Gertrudes (A) é uma raça desenvolvida por seleção
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MELHORAMENTO GENÉTICO VEGETAL
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engenharia genética nos quais
o material genético é movido
de um organismo a outro
visando a obtenção de
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TRANSGÊNICOS
 O QUE É O.G.M.?
 PARA QUE FAZER ?
 VANTAGENS
 DESVANTANGENS
Aplicações da genética
Ferramentas usadas na engenharia
genética
1- Enzimas de restrição - endonucleases
São enzimas que funcionam como “tesouras
moleculares” capazes de clivar o DNA
com precisão. Estas enzimas são
endonucleases, ou seja, no interior (daí o
prefixo endo-) das moléculas de DNA,
cortando-as em locais bem definidos.
As enzimas de restrição reconhecem e atuam sobre
seqüências específicas de DNA, catalisando a
destruição de uma ligação fosfodiéster entre dois
nucleotídeos consecutivos ligados a determinadas
bases. Os nucleotídeos entre os quais a enzima
corta, ou seja, entre os quais promove a hidrólise,
encontram-se no interior dessas mesmas
seqüências específicas de reconhecimento (ver
imagem).
Uso das enzimas de restrição
Aplicações da genética
Ferramentas usadas na engenharia
genética
2- DNA ligase
Esta enzima promove a ligação
dos fragmentos de DNA em
vetores previamente clivados
por endonucleases de restrição.
A DNA ligase requer um grupo
OH livre na extremidade 3' de
uma das cadeias de DNA e um
grupo fosfato na extremidade 5'
da outra cadeia( veja figura)
Ferramentas usadas na engenharia
genética
3- Vetores
 Plasmídeo bacteriano
Além do DNA cromossômico, a célula bacteriana
contém pequenas moléculas de DNA circular
denominadas PLASMÍDEOS. Estes mantém uma
existência independente do cromossomo; no
entanto, sua duplicação é sincronizada com a da
bactéria, garantindo assim sua transmissão para as
bactérias-filhas.
 Lipossomos
São essencialmente esferas
de membrana sintética
formadas por camadas
bilipídicas preenchidas com
DNA. Eles se fundem
espontaneamente com a
membrana celular, liberando
seu conteúdo no citoplasma.
 Vírus
DNA RECOMBINANTE
 Construção de
uma molécula
de DNA híbrida
a partir de
fragmentos de
diferentes
organismos
obtidos com o
uso de enzima
de restrição.
Aplicações da genética
Transgênicos
Que características os agricultores
gostariam de modificar nas plantas?
 Resistência a insetos
 Resistência a vírus
 Resistência a herbicidas
 Aumento do valor nutritivo da planta
 Retardo na maturação dos frutos
 Alteração de flores ornamentais
Passos na obtenção de transgênicos
 O gene escolhido (extraído de outro organismo) é inserido no
plasmídeo Ti;
 O plasmídeo, contendo o gene de interesse, é inserido na
bactéria;
 A bactéria infecta a planta, introduzindo nela o seu DNA;
 O gene de interesse da planta associa-se ao DNA da planta;
 As células modificadas são isoladas e cultivadas em meio de
cultura apropriado, produzindo uma nova planta
 A nova planta expressa o gene da outra espécie, produzindo a
característica escolhida
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significa que a planta toda passa a ter a nova característica
Aplicações da genética
Transgênicos
Exemplos:
1-Arroz dourado
Um arroz transgênico, enriquecido com beta-
caroteno e ferro. O famoso arroz dourado,
além de conter os genes normais da espécie
(Oryza sativa), contém também fragmentos
de DNA da bactéria Erwinia uredovora e de
uma flor, o narciso silvestre.
Transgênicos
Exemplos
2-Mamão transgênico
Mamão papaia transgênico, com o mesmo
gosto e a mesma aparência, contendo dois
genes a mais que o tradicional. Um dos
genes torna a planta resistente ao vírus da
mancha anular, ou mosaico, responsável por
grandes prejuízos nas plantações da fruta.
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3-Soja
soja na qual se inseriu a capacidade de
resistir à aplicação de determinados
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5-Milho Bt
Assim chamado por ter sido modificado a
partir da inserção de genes da bactéria
Bacillus thuringiensis, produtores de uma
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1-O alimento pode ser enriquecido com um
componente nutricional essencial. Um feijão
geneticamente modificado por inserção de
gene da castanha do Para passa produzir
metionina, um aminoácido essencial para a
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produz vitamina A;
Transgênicos
2-O alimento pode ter a função de prevenir,
reduzir ou evitar riscos de doenças, através
de plantas geneticamente modificadas para
produzir vacinas, ou iogurtes fermentados
com microorganismo geneticamente
modificados que estimulem o sistema
imunológico;
Transgênicos
3- A planta pode resistir ao ataque de insetos, seca
ou geada. Isso garante estabilidade dos preços e
custos de produção. Um microorganismo
geneticamente modificado produz enzimas
usadas na fabricação de queijos e pães o que
reduz o preço deste ingrediente; Sem falar ainda
que aumenta o grau de pureza e a especificidade
do ingrediente e permite maior flexibilidade para
as indústrias;
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agrida menos o meio ambiente.
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ser controlado completamente, o que pode
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que não se relacionam, como genes de
animais em vegetais, de bactérias em
plantas e até de humanos em animais. A
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Transgênicos
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vulnerabilidade do cultivo porque a invasão
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usados na alimentação estão sendo
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farmacêuticos e químicos. Essas plantas
modificadas poderiam fazer uma polinização
cruzada com espécies semelhantes e, deste
modo, contaminar plantas utilizadas
exclusivamente na alimentação.
Transgênicos
5-Os alimentos transgênicos poderiam
aumentar as alergias. Muitas pessoas são
alérgicas a determinados alimentos em
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  • 2. Melhoramento genético O melhoramento genético de plantas e animais domésticos consiste em selecionar e aprimorar determinadas qualidades das espécies, tendo em vista sua utilização pela humanidade
  • 3. Melhoramento genético 1-O gado da raça Shorthorn, criado em certas regiões dos EUA, é um excelente produtor de carne, mas sensível a doenças transmitidas por insetos e carrapatos; além disso, é pouco resistente ao calor, sofrendo muito no verão 2-O gado da Zebu, raça de origem indiana muito resistente à parasitas e ao calor, mas que produz relativamente menos carne.
  • 4. Melhoramento genético Após vários ciclos de cruzamentos entre Shorthorn e Zebu, sempre selecionando as características desejadas, desenvolveu-se uma população homogênea, que foi considerada uma nova raça, denominada Santa Gertrudes tem boa resistência a doenças infecciosas e grande tolerância ao calor, podendo viver em regiões onde o gado Shorthorn não sobreviveria.
  • 5. EXEMPLOS O gado Santa Gertrudes (A) é uma raça desenvolvida por seleção a partir de cruzamentos entre as raças Shorthorn (B) e Zebu (C)
  • 7. MELHORAMENTO GENÉTICO Transgênicos Resultam de experimentos de engenharia genética nos quais o material genético é movido de um organismo a outro visando a obtenção de características específicas
  • 8. TRANSGÊNICOS  O QUE É O.G.M.?  PARA QUE FAZER ?  VANTAGENS  DESVANTANGENS
  • 10. Ferramentas usadas na engenharia genética 1- Enzimas de restrição - endonucleases São enzimas que funcionam como “tesouras moleculares” capazes de clivar o DNA com precisão. Estas enzimas são endonucleases, ou seja, no interior (daí o prefixo endo-) das moléculas de DNA, cortando-as em locais bem definidos.
  • 11. As enzimas de restrição reconhecem e atuam sobre seqüências específicas de DNA, catalisando a destruição de uma ligação fosfodiéster entre dois nucleotídeos consecutivos ligados a determinadas bases. Os nucleotídeos entre os quais a enzima corta, ou seja, entre os quais promove a hidrólise, encontram-se no interior dessas mesmas seqüências específicas de reconhecimento (ver imagem).
  • 12. Uso das enzimas de restrição
  • 14. Ferramentas usadas na engenharia genética 2- DNA ligase Esta enzima promove a ligação dos fragmentos de DNA em vetores previamente clivados por endonucleases de restrição. A DNA ligase requer um grupo OH livre na extremidade 3' de uma das cadeias de DNA e um grupo fosfato na extremidade 5' da outra cadeia( veja figura)
  • 15. Ferramentas usadas na engenharia genética 3- Vetores  Plasmídeo bacteriano Além do DNA cromossômico, a célula bacteriana contém pequenas moléculas de DNA circular denominadas PLASMÍDEOS. Estes mantém uma existência independente do cromossomo; no entanto, sua duplicação é sincronizada com a da bactéria, garantindo assim sua transmissão para as bactérias-filhas.
  • 16.  Lipossomos São essencialmente esferas de membrana sintética formadas por camadas bilipídicas preenchidas com DNA. Eles se fundem espontaneamente com a membrana celular, liberando seu conteúdo no citoplasma.
  • 18. DNA RECOMBINANTE  Construção de uma molécula de DNA híbrida a partir de fragmentos de diferentes organismos obtidos com o uso de enzima de restrição.
  • 20. Transgênicos Que características os agricultores gostariam de modificar nas plantas?  Resistência a insetos  Resistência a vírus  Resistência a herbicidas  Aumento do valor nutritivo da planta  Retardo na maturação dos frutos  Alteração de flores ornamentais
  • 21. Passos na obtenção de transgênicos  O gene escolhido (extraído de outro organismo) é inserido no plasmídeo Ti;  O plasmídeo, contendo o gene de interesse, é inserido na bactéria;  A bactéria infecta a planta, introduzindo nela o seu DNA;  O gene de interesse da planta associa-se ao DNA da planta;  As células modificadas são isoladas e cultivadas em meio de cultura apropriado, produzindo uma nova planta  A nova planta expressa o gene da outra espécie, produzindo a característica escolhida  Todas as células da nova planta são transgênica, o que significa que a planta toda passa a ter a nova característica
  • 23. Transgênicos Exemplos: 1-Arroz dourado Um arroz transgênico, enriquecido com beta- caroteno e ferro. O famoso arroz dourado, além de conter os genes normais da espécie (Oryza sativa), contém também fragmentos de DNA da bactéria Erwinia uredovora e de uma flor, o narciso silvestre.
  • 24. Transgênicos Exemplos 2-Mamão transgênico Mamão papaia transgênico, com o mesmo gosto e a mesma aparência, contendo dois genes a mais que o tradicional. Um dos genes torna a planta resistente ao vírus da mancha anular, ou mosaico, responsável por grandes prejuízos nas plantações da fruta.
  • 25. Exemplos 3-Soja soja na qual se inseriu a capacidade de resistir à aplicação de determinados herbicidas como por exemplos Round-up.
  • 27. Exemplos 5-Milho Bt Assim chamado por ter sido modificado a partir da inserção de genes da bactéria Bacillus thuringiensis, produtores de uma substância inseticida.
  • 28. Transgênicos Vantagens 1-O alimento pode ser enriquecido com um componente nutricional essencial. Um feijão geneticamente modificado por inserção de gene da castanha do Para passa produzir metionina, um aminoácido essencial para a vida. Um arroz geneticamente modificado produz vitamina A;
  • 29. Transgênicos 2-O alimento pode ter a função de prevenir, reduzir ou evitar riscos de doenças, através de plantas geneticamente modificadas para produzir vacinas, ou iogurtes fermentados com microorganismo geneticamente modificados que estimulem o sistema imunológico;
  • 30. Transgênicos 3- A planta pode resistir ao ataque de insetos, seca ou geada. Isso garante estabilidade dos preços e custos de produção. Um microorganismo geneticamente modificado produz enzimas usadas na fabricação de queijos e pães o que reduz o preço deste ingrediente; Sem falar ainda que aumenta o grau de pureza e a especificidade do ingrediente e permite maior flexibilidade para as indústrias;
  • 31. Transgênicos 4-Aumento da produtividade agrícola através do desenvolvimento de lavouras mais produtivas e menos onerosas, cuja produção agrida menos o meio ambiente.
  • 32. Transgênicos Desvantagens 1-O lugar em que o gene é inserido não pode ser controlado completamente, o que pode causar resultados inesperados uma vez que os genes de outras partes do organismo podem ser afetados.
  • 33. Transgênicos 2-Os genes são transferidos entre espécies que não se relacionam, como genes de animais em vegetais, de bactérias em plantas e até de humanos em animais. A engenharia genética não respeita as fronteiras da natureza – fronteiras que existem para proteger a singularidade de cada espécie e assegurar a integridade genética das futuras gerações.
  • 34. Transgênicos 3-A uniformidade genética leva a uma maior vulnerabilidade do cultivo porque a invasão de pestes, doenças e ervas daninha sempre é maior em áreas que plantam o mesmo tipo de cultivo.
  • 35. Transgênicos 4-Organismos antes cultivados para serem usados na alimentação estão sendo modificados para produzirem produtos farmacêuticos e químicos. Essas plantas modificadas poderiam fazer uma polinização cruzada com espécies semelhantes e, deste modo, contaminar plantas utilizadas exclusivamente na alimentação.
  • 36. Transgênicos 5-Os alimentos transgênicos poderiam aumentar as alergias. Muitas pessoas são alérgicas a determinados alimentos em virtude das proteínas que elas produzem. Há evidências de que os cultivos transgênicos podem proporcionar um potencial aumento de alergias em relação a cultivos convencionais.
  • 37. EXAMES GENÉTICOS Amniocentese e Amostragem vilo-coriônica